液压伺服疲劳试验机的H∞混合灵敏度控制研究

针对液压伺服疲劳试验机系统的不确定性，为获得良好的控制效果，采用了H∞鲁棒控制算法。首先，通过理论分析建立系统数学模型，讨论了该模型的不确定性及参数摄动性；然后，详细阐述了加权函数选取的一般规律；最后，应用混合灵敏度方法设计了H∞鲁棒控制器。仿真结果表明，即使被测试件刚度及系统参数在较大范围内摄动，该控制器依然具有很好的鲁棒稳定性以及良好的动态品质，较常规PID控制器更为优良。     

基于交流伺服系统的新型自适应滑模控制器设计

考虑交流伺服系统中非线性和不确定因素的影响,设计了一种新型的自适应滑模控制策略。该控制方法通过自适应律调节滑模增益达到克服系统参数摄动和外部扰动的目的,同时根据伺服系统数学模型,设计了控制律并证明了其稳定性。不同载荷条件下的仿真与实验研究表明,该控制策略能保证系统具有很好的控制输入特性与动态性能。     

直线电机伺服系统精密数字控制方法研究

直线电机是实现非圆截面类零件数控车削加工的关键,针对其跟踪目标轨迹已知和对外部干扰及模型参数摄动敏感的特点,研究了一种具有离散时域扰动观测器的数字预见控制方法。首先,通过在最优状态反馈控制的基础上增加目标预见前馈项,减小了直线电机伺服系统的位置跟踪误差;其次,将外部干扰和模型参数摄动作为等效控制输入,设计了一种离散时域扰动观测器加以抑制,增强了预见伺服系统的鲁棒性。仿真结果表明,该控制方法能够满足高速高精度条件下对非圆截面零件的车削加工要求。     

连铸结晶器液压振动系统的H∞混合灵敏度控制与仿真

连铸机结晶器振动装置可以保证在浇铸过程中板坯与结晶器壁不发生粘结以获得良好的铸坯表面质量,所以要求液压振动系统运动轨迹准确,精度高,稳定性好.本文通过建立相应的结晶器液压伺服系统的数学模型,采用H∞控制对液压系统参数摄动等的不确定性因素进行了仿真,结果表明所设计的H∞控制器具有良好的跟踪特性和对参数摄动的鲁棒性.     

交流伺服系统的H∞鲁棒控制研究

本文介绍了一种基于H∞理论的控制方法,并将其主地对交流伺服电机转速鲁棒控制的系统,理论分析和仿真实验结果证明了该算法具有良好的跟踪特性和对系统参数摄动的鲁棒性。     

基于自抗扰控制的永磁同步电机速度跟踪控制

永磁同步电动机(PMSM)伺服控制系统具有高速、高精度和高响应等优点,PDFF(伪微分前馈反馈)控制可以优化传统PID控制对抑制超调和系统快速性的冲突,但PID和PDFF控制是基于理想被控对象模型所设计的控制器,对象模型参数和外部干扰因素的不确定性可造成控制上的偏差,降低了系统的跟踪性能。为抑制系统的模型参数摄动和外部不确定性扰动,采用"观测+补偿"的自抗扰控制(ADRC)策略,设计速度跟踪控制器抑制扰动,提高控制系统的动态性能及转速跟踪性能。理论推导与实验结果表明,该控制方案有效抑制了PMSM伺服控制系统中的模型和外部扰动的不确定性,提高了系统的跟踪特性和鲁棒性。     

摄动法在液压系统建模与分析中的应用

本文使用摄动法,给出了一类状态方程中含有小参数ε影响的液压系统模型简化降价方法,另外针对液压系统计算机动态仿真分析中的算法病态问题(stiff problem),给出了基于奇异摄动的边界层校正法和时标分离算法。通过对几个实例的分析,验证了上述算法是正确和有效的。     

GMAW系统电流与弧长的滑模变结构控制仿真

在分析熔化极气体保护焊(GMAW)的基础上,建立电流及弧长的非线性数学模型.应用基于微分几何的反馈线性化方法,将GMAW过程电流及弧长模型同胚映射为等价的线性系统,使复杂的非线性控制问题转化成简单的线性系统的控制问题,使控制器设计的复杂程度降低,控制效果明显优于对非线性系统的直接控制.把滑模变结构控制方法应用于焊接电流及弧长的控制中,Matlab仿真结果表明,该方法可以满足焊接中电弧弧长的精确控制,同时,对系统参数摄动和外部扰动具有较强的鲁棒性.     

基于扩张状态观测器的双永磁同步电机同步抗扰控制北大核心

对于双永磁同步电机系统中由于参数摄动和随机摩擦扰动引发的转速失同步现象,提出了一种新的双永磁同步电机滑模控制方法。首先,设计了扩张状态观测器去估计系统状态与实时扰动,并结合滑模跟踪控制器来提高电机在扰动作用下的跟踪性能;其次,将交叉耦合结构与滑模同步控制器结合,对电机转速的同步误差进行抗扰控制并且提升系统的同步性能。仿真结果表明,扩张状态观测器能准确估计电机系统机械角、转速及系统总扰动;设计的滑模控制器能够有效提高电机系统在扰动作用下的跟踪与同步控制性能。     

电液伺服马达驱动系统的奇异摄动控制仿真研究

为了提高电液伺服驱动系统控制精度,设计了奇异摄动控制方法,并对液压驱动系统输出结果进行仿真验证。建立电液伺服驱动系统,给出电液伺服阀原理图,并介绍电液伺服阀工作原理。创建电液伺服阀节流孔的非线性数学模型,推导出液压驱动方程式,通过最小二乘法对运动参数进行估计。利用反馈线性化技术和奇异摄动理论解决了非线性和不确定性问题。采用MATLAB软件对电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪结果进行仿真,与传统PID控制结果进行对比。结果显示：采用传统PID控制系统,电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪误差较大;采用奇异摄动控制系统,电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪误差较小,控制系统反应速度较快,可以提高电液伺服驱动系统控制精度。     

超精密加工伺服系统滑模控制技术研究

为实现超精密加工伺服系统高精度跟踪控制，建立了交流水磁同步电机伺服系统模型，研究了带扰动观测器补偿的滑模变结构控制方法，仿真结果表明，该控制策略有效地抑制了负载扰动引起的抖振，对参数波动也有较强的适应能力，可以有效地提高系统的跟踪特性。     

基于观测器的压边装置自适应滑模同步控制

为了提高并联旋压机压边装置在外部扰动未知条件下的位置控制性能及抗干扰能力,提出了一种基于扰动观测器的自适应滑模同步控制方法.首先,针对电液比例位置控制系统存在未知扰动及部分参数无法预知的问题,设计了一种非线性扰动观测器,用以对扰动和未知参数进行估计和补偿.在此基础上设计了一种基于交叉耦合策略的滑模同步控制器,用以降低单...     

基于ESO的电液位置伺服系统自适应反步滑模控制

针对阀控电液位置伺服系统具有的不确定参数、外部干扰、系统状态不可测问题,在反步控制的基础上,同时引入滑模控制理论,提出一种带有ESO(扩展状态观测器)的自适应反步滑模控制策略。建立系统的非线性状态空间方程,基于系统模型设计出一种ESO,对速度值以及外干扰进行有效估计,同时引入自适应算法对系统不确定参数进行在线估计,设计出不确定参数的自适应律,通过Lyapunov稳定性定理证明所设计的控制器的稳定性。最后,仿真研究表明所设计的控制器能够对速度以及外干扰进行有效估计,并且具有较高品质的位置跟踪能力。     

基于模糊自抗扰的镜像加工稳定支撑控制北大核心

针对大型薄壁零件镜像加工过程中的稳定支撑问题,提出了基于模糊自抗扰的力/位混合控制策略。通过支撑-工件系统模态锤击实验,分析了磁流变集成支撑装置线圈中电流变化对系统模态参数的影响。设计了支撑侧基于模糊线性自抗扰控制(FLADRC)的力/位混合柔顺控制策略,通过MATLAB/Simulink仿真实验平台建立了系统控制模型并进行了仿真分析。仿真结果表明,相较于传统PID控制,FLADRC对目标函数跟踪速度快、误差小,鲁棒性与自适应能力强。通过薄壁件镜像铣削实验验证所设计控制策略的有效性。研究结果表明,该控制策略可有效维持工件加工时支撑侧的稳定支撑。     

插装式比例节流阀自抗扰控制研究

为了克服插装式比例节流阀中流量增益非线性、液动力、摩擦力等多种非线性扰动对阀芯控制性能的影响,提出了三阶自抗扰非线性控制策略。以DN80大流量插装式比例节流阀为研究对象,通过系统辨识的方法建立了较准确的数学模型,并进行了验证。在此基础上设计了三阶自抗扰控制器,并对设计的控制器参数进行了整定优化。通过仿真和实验分别对插装式比例节流阀主阀芯的阶跃响应的快速性和抗干扰特性进行了研究。结果表明:采用自抗扰控制下的主阀芯在阶跃激励下的响应和抗干扰能力方面明显均优于PID控制,系统具有较好的动静态性能和鲁棒性。     

基于双观测器的多电机卷绕系统切换滑模控制

针对多电机卷绕系统存在的强耦合、张力控制精度低、易受扰动影响等问题,提出一种基于非线性扰动观测器和张力观测器的切换滑模控制方法。以永磁同步电机作为系统的驱动机构,设计非奇异快速终端滑模控制器来实现对电机转速的控制,并设计非线性扰动观测器来估计系统的参数摄动,将估计值用于前馈补偿;对于系统的张力环,采用带有切换函数的自适应滑模控制器,切换函数可以使系统状态更快到达滑模面;并设计张力观测器来精确观测张力大小。仿真实验结果表明：与传统的控制策略相比,所设计的控制策略提高了系统的响应速度、跟踪精度和鲁棒性。     

外骨骼关节驱动神经网络滑模力控制研究

针对外骨骼机器人液压关节驱动系统具有非线性、不确定参数等特性,导致模型建立困难以及负重时具有不确定冲击扰动的问题,基于电液伺服系统特性,建立以弹性负载为外负载的数学模型。为减小负重时冲击扰动项对力控制的影响,引入径向基（RBF）神经网络对干扰项进行补偿,设计一种基于RBF神经网络的滑模力控制策略。通过系统特性进一步验证模型可行性,并进行仿真试验对比。结果表明：与PID控制相比,所设计的控制策略响应时间更短,跟踪误差缩小70.5%;变负载工况下,所设计的控制策略具有更好的跟随能力、更强的鲁棒性能,可以满足外骨骼机器人关节驱动的力控制要求。平台试验进一步验证了仿真结果的有效性与正确性。     

矫直机恒压力控制系统

提出了一种恒压力控制系统,此控制器在指定位置将位置控制切换为压力控制,同时利用压力前馈补偿实现矫直机的恒压力控制。针对电液压力控制系统具有一定的非线性、时变性和扰动力的影响,采用扰动力前馈补偿自抗扰控制策略,来减小内外扰动对矫直力的影响,提高矫直力的控制精度,实现恒压力矫直。通过Matlab软件和实验室全液压矫直机进行仿真以及实验验证,结果证明:矫直机恒压力控制器,抑制了内外扰动对压下系统系统的影响,实现了恒矫直力控制,提高系统稳定性以及系统的自我保护。     

基于反向步进的直流电机系统的鲁棒速度控制器设计

本文针对直流电机非线性系统提出了一种基于反向步进的非线性自适应速度控制策略。首先通过状态重构将直流电机系统模型转化为级联结构,其次考虑参数不确定及转矩干扰设计具有鲁棒性的自适应反向步进控制器。仿真结果表明本文提出的这种控制方法适用于参数不确定情况下的直流电机系统的速度调节且具有较好的速度跟踪性能。     

基于单神经元自适应PID控制的位置扰动型电液伺服施力系统

针对位置扰动型电液伺服施力系统中多余力矩和参数变化问题，在用结构不变性原理进行补偿的基础上，采用单神经元自适应PID控制来确保系统有满意的跟踪性能。采用这种控制方法，可以较好地消除位置干扰的影响，同时克服系统的非线性及参数时变等因素的影响，提高了系统的鲁棒性和跟踪性能。仿真结果验证了上述结论。